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EP0826550B1 - Dispositif et procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues - Google Patents

Dispositif et procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues Download PDF

Info

Publication number
EP0826550B1
EP0826550B1 EP97401917A EP97401917A EP0826550B1 EP 0826550 B1 EP0826550 B1 EP 0826550B1 EP 97401917 A EP97401917 A EP 97401917A EP 97401917 A EP97401917 A EP 97401917A EP 0826550 B1 EP0826550 B1 EP 0826550B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
power supply
voltage
converters
supply
direct current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97401917A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0826550A1 (fr
Inventor
Didier Escallier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport SA
Original Assignee
GEC Alsthom Transport SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEC Alsthom Transport SA filed Critical GEC Alsthom Transport SA
Publication of EP0826550A1 publication Critical patent/EP0826550A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0826550B1 publication Critical patent/EP0826550B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/30—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from different kinds of power-supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates to chains of traction, especially in the railway sector, in general, and relates, more particularly, to a device and a DC power supply process for a chain of traction by means of converters from different AC or DC voltages.
  • Applicant's patent FR 2,713,565 relates to a "HIGH AVAILABILITY MULTI-CURRENT SUPPLY SYSTEM FOR RAILWAY LOCOMOTIVE VEHICLE ".
  • DC power supply devices a powertrain using converters from of different alternating or continuous art tensions previous implement a converter specific to each supply voltage.
  • EP 0 698 519 also discloses a DC power supply device for a chain of traction by means of a converter from different AC or DC voltages available on the power line of the traction chain. However, in this document only one converter is disclosed and it is not used when feeding to from continuous voltages.
  • An object of the invention is therefore a device and a DC power supply process for a chain of traction by means of converters from different alternating or direct voltages, allowing the setting work of the same converters.
  • the invention relates to a supply device under continuous tension of a traction chain by means of converters from different AC voltages or continuous available on a supply line, the AC / DC converters being connected on the side alternative, respectively, to a first and a second secondary windings of a power transformer comprising a primary winding, the converters AC / DC supplying, on the DC side, the voltage power supply on a power supply terminal of the traction chain, the chain feeding device of traction being supplied by means of a first element supply and a second supply element connected, on the one hand, to the supply line, the first supply element capable of being connected, on the other hand, to the primary winding of the transformer supply, by means of a first connection element, and the second supply element being capable of being connected, on the other hand, to the supply terminal of the traction chain, the chain feeding device of traction being characterized in that the converters alternating / continuous are arranged in series so as to present a midpoint and in that the second element power supply is also likely to be connected, on the other
  • the invention also relates to a method DC power supply to a traction chain by means of converters from different voltages alternatives or continuous available on a line power supply, the AC / DC converters being connected on the alternative side, respectively, to a prime and to a second secondary windings of a transformer supply comprising a primary winding, the AC / DC converters providing, on the DC side, the DC supply voltage on one terminal powering the traction chain, the device of the traction chain being supplied at by means of a first supply element and a second supply element connected, on the one hand, to the line power supply, the method comprising a step consisting in connect the first power supply, on the other hand, to the primary winding of the power transformer, at by means of a first connection element, when the voltage power supply available on the power line is a alternating voltage, or to connect the second element supply, by means of a second connection element, on the other hand, at the supply terminal of the chain traction, when the supply voltage available on the power line is a DC voltage equal to the supply voltage
  • An advantage of the feeding device and method under continuous tension of a traction chain by means of converters from different AC voltages or continuous of the invention is the reduction of the material to install in the traction chain because the converters are reused according to the various available voltages.
  • Another advantage of the device and the method DC power supply to a traction chain by means of converters from different voltages alternatives or continuous of the invention is the decrease in the number of contactors, more particularly in the case 1500V power supply.
  • Another advantage of the device and the method DC power supply to a traction chain by means of converters from different voltages alternative or continuous of the invention is the removal inductors.
  • Another advantage of the device and the method supply under continuous voltage of a chain of traction by means of converters from different alternating or direct voltages of the invention is that the output for supplying the traction chain is always located at the same terminal.
  • Figure 1 is a schematic representation of the DC voltage supply device U 1DC of a traction chain C by means of converters 1, 2 from different AC or DC voltages U AC , U DC according to the invention.
  • the AC / DC converters 1, 2 are arranged in series so as to present a midpoint 10.
  • the AC / DC converters 1, 2 are AC side connected, respectively, to a first 3 and to a second 4 secondary windings of a power transformer 5 having a winding primary 6.
  • the AC / DC converters 1, 2 supply, on the DC side, the DC supply voltage U 1DC on a supply terminal 7 of the traction chain C.
  • the traction chain C comprises, in a manner known from the prior art, at least one traction motor (not shown) and converters (not shown) allowing the adjustment of the operating point of the traction motors, the supply voltage U 1DC being a DC voltage.
  • the power supply system of the traction chain C is supplied by means of a first supply element 8A and a second supply element 8B connected, a hand, to power line 9.
  • the feed device of the chain traction C is such that the first supply element 8A is likely to be connected, on the other hand, to the primary winding 6 of the supply transformer 5, by means of a first connection element 11A, and the second supply element 8B can be connected, on the other hand, either at the supply terminal 7 of the chain tensile force C, i.e. at midpoint 10 of the converters series 1, 2, by means of a second connection element 11B.
  • the converters 1, 2 are for example of the bridge type PMCF forced-phase single-phase.
  • a inverter function and a rectifier function is likely to be assigned to converters 1, 2 according to that the powertrain works in braking or traction.
  • first (11A) and second (11B) connection elements are distributed by means of first (11A) and second (11B) connection elements.
  • Figure 2 shows the schematic representation of the supply device according to the invention of Figure 1 in the case where the available supply voltage is an alternating voltage U AC .
  • the power supply system of the traction chain is powered by the first power supply 8A connected, on the one hand, to the supply line 9 and on the other share at primary winding 6 of transformer supply 5.
  • the two converters 1, 2 connected in series supplies the traction chain C under a voltage of U 1DC .
  • Each converter 1, 2 has at its output terminals only a voltage of the order of U 1DC / 2.
  • the available supply voltage U AC is for example equal to 25 kV, 50 Hz or to 15 kV, 16 2/3 Hz.
  • Figure 3 shows the schematic representation of the supply device according to the invention of Figure 1 in the case where the available supply voltage is a DC voltage U 1DC equal to the supply voltage of the traction chain.
  • the power supply system of the traction chain C is supplied by means of the second supply element 8B connected, on the one hand, to the supply line 9 and on the other leaves at the power terminal of the traction chain 7.
  • the traction chain C is preferably supplied by means of a filtering device 12, by example of inductance and capacitor type.
  • An advantage of the power supply device continuous traction chain by means of converters from different AC or DC voltages of the invention is here that the capacitors 14 associated with the converters can be used to achieve all or part of the filtering device 12.
  • the direct voltage U 1DC is for example equal to 3000V DC.
  • Figure 4 shows the schematic representation of the supply device according to the invention of Figure 1 in the case where the available supply voltage is a DC voltage U 2DC of the order of half the supply voltage of the traction chain.
  • the power supply system of the traction chain C is supplied by means of the second supply element 8B connected, on the one hand, to the supply line 9 and on the other share at midpoint 10 of converters 1, 2 series.
  • the supply device is therefore supplied with level of midpoint 10 of converters 1, 2 series.
  • one of the converters 2 works as an inverter and provides power to the transformer 5 supply via the secondary winding associated with this converter 2.
  • inverter and rectifier are assigned to converters 1, 2 depending on whether the chain traction works in braking or traction.
  • the direct voltage U 2DC is for example equal to 1500V DC.
  • Figures 5 to 7 are representations schematics of other embodiments of the device supply under continuous voltage of a chain of traction by means of converters from different AC or DC voltages according to the invention.
  • the transformer supply comprises an additional winding 13.
  • This additional winding 13 of the transformer supply 5 supplies another circuit, for example the auxiliaries of the traction chain.
  • FIG. 5 is a schematic representation of the supply device according to the invention in the case where the available supply voltage is an alternating voltage U AC .
  • This embodiment corresponds to the operation classic of a transformer with several windings secondary.
  • Figure 6 is a schematic representation of the supply device according to the invention in the case where the available supply voltage is a DC voltage U 1DC equal to the supply voltage of the traction chain.
  • the converters 1, 2 operate as an inverter or rectifier and provide power to the winding additional 13 of the power transformer 5 by magnetic coupling.
  • Figure 7 is a schematic representation of the supply device according to the invention in the case where the available supply voltage is a DC voltage U 2DC of the order of half the supply voltage of the chain traction.
  • one of the converters works as an inverter, part of the energy being likely to be used by the additional winding 13 of the transformer supply 5.
  • the AC / DC converters 1, 2 are arranged in series so as to present a midpoint 10.
  • the AC / DC converters 1, 2 are AC side connected, respectively, to a first 3 and to a second 4 secondary windings of a power transformer 5 having a winding primary 6.
  • the AC / DC converters 1, 2 supply, on the DC side, the DC supply voltage U 1DC on a supply terminal 7 of the traction chain C.
  • the feed device of said chain traction C is powered by a first element supply 8A and a second supply element 8B connected, on the one hand, to said supply line 9.
  • the method of feeding the traction chain C comprises a step consisting in connecting the first supply element 8A, on the other hand, to the primary winding 6 of the supply transformer 5, by means of a first element connection 11A, when said supply voltage available on said supply line 9 is an alternating voltage U AC , or to connect the second supply element 8B, by means of a second connection element 11B, on the other share, either at the supply terminal 7 of the traction chain C, when the supply voltage available on said supply line 9 is a direct voltage U 1DC equal to the supply voltage of the traction chain C , or at the midpoint 10 of the series converters 1, 2, when the supply voltage available on the supply line 9 is a DC voltage U 2DC of the order of half the supply voltage of the chain traction C.

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Description

La présente invention concerne les chaínes de traction, notamment dans le domaine ferroviaire, en général, et porte, plus particulièrement, sur un dispositif et un procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues.
Le brevet FR 2 713 565 de la demanderesse porte sur un "SYSTEME D'ALIMENTATION MULTICOURANT A HAUTE DISPONIBILITE POUR ENGIN DE LOCOMOTIVE FERROVIAIRE".
Ce brevet montre que les chaínes de traction, par exemple munies de moteurs de type asynchrone, nécessite une alimentation en tension continue.
Ce brevet rappelle également que les véhicules ferroviaires sont de plus en plus destinés à circuler sur des réseaux dont la tension d'alimentation est différente selon les zones.
On trouvera par exemple des tensions de 25 kV, 50 Hz, 15 kV, 16 2/3 Hz, 3 kV DC ou 1,5 kV DC.
Les dispositifs d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'art antérieur mettent en oeuvre un convertisseur spécifique à chaque tension d'alimentation.
En d'autres termes, les dispositifs d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'art antérieur utilisent par exemple:
  • un pont de Graëtz ou un pont monophasé à commutations forcées pour les alimentations alternatives,
  • un dispositif abaisseur, par exemple un hacheur, si la tension DC d'alimentation est supérieure à la tension d'alimentation de la chaíne de traction,
  • un dispositif élévateur si la tension DC d'alimentation est inférieure à la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Le document EP 0 698 519 divulgue également un dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen d'un convertisseur à partir de différentes tensions alternatives ou continues disponibles sur la ligne d'alimentation de la chaíne de traction. Toutefois, dans ce document un seul convertisseur est divulgué et il n'est pas utilisé lors de l'alimentation à partir de tensions continues.
Aussi un but de l'invention est-il un dispositif et un procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues, permettant la mise en oeuvre des mêmes convertisseurs.
L'invention se rapporte à un dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues disponibles sur une ligne d'alimentation, les convertisseurs alternatif/continu étant connectés côté alternatif, respectivement, à un premier et à un second enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation comportant un enroulement primaire, les convertisseurs alternatif/continu fournissant, côté continu, la tension d'alimentation continue sur une borne d'alimentation de la chaíne de traction, le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction étant alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation et d'un second élément d'alimentation connectés, d'une part, à la ligne d'alimentation, le premier élément d'alimentation étant susceptible d'être connecté, d'autre part, à l'enroulement primaire du transformateur d'alimentation, au moyen d'un premier élément de connexion, et le second élément d'alimentation étant susceptible d'être connecté, d'autre part, à la borne d'alimentation de la chaíne de traction, le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction étant caractérisé en ce que les convertisseurs alternatif/continu sont disposés en série de manière à présenter un point milieu et en ce que le second élément d'alimentation est également susceptible d'être connecté, d'autre part, au point milieu des convertisseurs séries, au moyen d'un second élément de connexion.
L'invention concerne également un procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continue disponibles sur un ligne d'alimentation, les convertisseurs alternatif/continu étant connectés côté alternatif, respectivement, à un premier et à un second enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation comportant un enroulement primaire, les convertisseurs alternatif/continu fournissant, côté continu, la tension d'alimentation continue sur une borne d'alimentation de la chaíne de traction, le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction étant alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation et d'un second élément d'alimentation connectés, d'une part, à la ligne d'alimentation, le procédé comportant une étape consistant à connecter le premier élément d'alimentation, d'autre part, à l'enroulement primaire du transformateur d'alimentation, au moyen d'un premier élément de connexion, lorsque la tension d'alimentation disponible sur la ligne d'alimentation est une tension alternative, ou à connecter le second élément d'alimentation, au moyen d'un second élément de connexion, d'autre part, à la borne d'alimentation de la chaíne de traction, lorsque la tension d'alimentation disponible sur la ligne d'alimentation est une tension continue égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction, le procédé d'alimentation de la chaíne de traction C étant caractérisé en ce que les convertisseurs alternatif/continu sont disposés en série de manière à présenter un point milieu et en ce qu'il comporte une étape consistant à connecter le second élément d'alimentation, au moyen du second élément de connexion, au point milieu des convertisseurs séries, lorsque, la tension d'alimentation disponible sur la ligne d'alimentation est une tension continue de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction C.
Un avantage du dispositif et du procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'invention est la réduction du matériel à installer dans la chaíne de traction du fait que les convertisseurs sont réutilisés en fonction des diverses tensions disponibles.
Il résulte de ce qui précède qu'aucun des convertisseurs reste inutilisés comme c'est le cas dans les dispositifs de l'art antérieur.
Un autre avantage du dispositif et du procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'invention est la diminution du nombre de contacteurs, plus particulièrement dans le cas d'une alimentation de 1500V.
Un autre avantage du dispositif et du procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'invention est la suppression d'inductances.
Un autre avantage du dispositif et du procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'invention est que la sortie pour l'alimentation de la chaíne de traction est toujours située à la même borne.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du dispositif et du procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
  • la figure 1 est une représentation schématique du dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues conforme à l'invention,
  • la figure 2 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension alternative UAC,
  • la figure 3 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction,
  • la figure 4 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction,
  • les figures 5 à 7 sont des représentations schématiques d'autres modes de réalisation du dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues conforme à l'invention.
La figure 1 est une représentation schématique du dispositif d'alimentation sous tension continue U1DC d'une chaíne de traction C au moyen de convertisseurs 1, 2 à partir de différentes tensions alternatives ou continues UAC, UDC conforme à l'invention.
Les différentes tensions alternatives ou continues UAC, UDC sont disponibles sur une ligne d'alimentation 9.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 sont disposés en série de manière à présenter un point milieu 10.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 sont connectés côté alternatif AC, respectivement, à un premier 3 et à un second 4 enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation 5 comportant un enroulement primaire 6.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 fournissent, côté continu DC, la tension d'alimentation continue U1DC sur une borne d'alimentation 7 de la chaíne de traction C.
La chaíne de traction C comporte, de façon connue de l'art antérieur, au moins un moteur de traction (non représenté) et des convertisseurs (non représentés) permettant le réglage du point de fonctionnement des moteurs de traction, la tension d'alimentation U1DC étant une tension continue.
Le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction C est alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation 8A et d'un second élément d'alimentation 8B connectés, d'une part, à la ligne d'alimentation 9.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction C est tel que le premier élément d'alimentation 8A est susceptible d'être connecté, d'autre part, à l'enroulement primaire 6 du transformateur d'alimentation 5, au moyen d'un premier élément de connexion 11A, et le second élément d'alimentation 8B est susceptible d'être connecté, d'autre part, soit à la borne d'alimentation 7 de la chaíne de traction C, soit au point milieu 10 des convertisseurs séries 1, 2, au moyen d'un second élément de connexion 11B.
Les convertisseurs 1, 2 sont par exemple du type pont monophasé à commutations forcées PMCF.
Le transformateur d'alimentation 5 et les convertisseurs 1, 2 sont donc capable de réaliser l'alimentation DC d'une chaíne de traction à partir des tensions d'alimentation suivantes:
  • toute tension alternative UAC,
  • une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction,
  • une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Comme il sera décrit plus en détail ci-après, une fonction d'onduleur et une fonction de redresseur est susceptible d'être affectée aux convertisseurs 1, 2 selon que la chaíne de traction travaille en freinage ou en traction.
La répartition de ces fonctions est effectuée au moyen des premier (11A) et second (11B) éléments de connexion.
La figure 2 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension alternative UAC.
Le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction est alimenté au moyen du premier élément d'alimentation 8A connecté, d'une part, à la ligne d'alimentation 9 et d'autre part à l'enroulement primaire 6 du transformateur d'alimentation 5.
Les deux convertisseurs 1, 2 connectés en série alimente la chaíne de traction C sous une tension de U1DC.
Chaque convertisseurs 1, 2 n'a à ses bornes de sortie qu'une tension de l'ordre de U1DC/2.
La tension d'alimentation disponible UAC est par exemple égale à 25 kV, 50 Hz ou à 15 kV, 16 2/3 Hz.
La figure 3 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction C est alimenté au moyen du second élément d'alimentation 8B connecté, d'une part, à la ligne d'alimentation 9 et d'autre part à la borne d'alimentation de la chaíne de traction 7.
La chaíne de traction C est de préférence alimentée par l'intermédiaire d'un dispositif de filtrage 12, par exemple du type inductance et condensateur.
Dans le cas présent le transformateur d'alimentation 5 et les convertisseurs 1, 2 ne jouent aucun rôle.
Un avantage du dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues de l'invention est ici que les condensateurs 14 associés aux convertisseurs peuvent être utilisés pour réaliser tout ou partie du dispositif de filtrage 12.
La tension continue U1DC est par exemple égale à 3000V DC.
La figure 4 reprend la représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention de la figure 1 dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Le dispositif d'alimentation de la chaíne de traction C est alimenté au moyen du second élément d'alimentation 8B connecté, d'une part, à la ligne d'alimentation 9 et d'autre part au point milieu 10 des convertisseurs 1, 2 séries.
Le dispositif d'alimentation est donc alimenté au niveau du point milieu 10 des convertisseurs 1, 2 séries.
Dans une telle configuration, l'un des convertisseurs 2 fonctionne en onduleur et fourni de la puissance au transformateur 5 d'alimentation par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire associé 4 à ce convertisseur 2.
Le second convertisseur 1 fonctionne en redresseur et utilise la puissance fournie par le convertisseur 2 précédent pour maintenir à ses bornes de sortie une tension U telle que: U = U1DC - U2DC
Les fonctions d'onduleur et de redresseur sont affectées aux convertisseurs 1, 2 selon que la chaíne de traction travaille en freinage ou en traction.
La tension continue U2DC est par exemple égale à 1500V DC.
Les figures 5 à 7 sont des représentations schématiques d'autres modes de réalisation du dispositif d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues conforme à l'invention.
Dans de tels modes de réalisation, le transformateur d'alimentation comporte un enroulement supplémentaire 13.
Cet enroulement supplémentaire 13 du transformateur d'alimentation 5 alimente un autre circuit, par exemple les auxiliaires de la chaíne de traction.
La figure 5 est une représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension alternative UAC.
Ce mode de réalisation correspond au fonctionnement classique d'un transformateur à plusieurs enroulements secondaires.
La figure 6 est une représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Conformément à cet autre mode de réalisation, les convertisseurs 1, 2 fonctionnent en onduleur ou en redresseur et fournissent de l'énergie à l'enroulement supplémentaire 13 du transformateur d'alimentation 5 par couplage magnétique.
La figure 7 est une représentation schématique du dispositif d'alimentation conforme à l'invention dans le cas où la tension d'alimentation disponible est une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction.
Conformément à cet autre mode de réalisation, un des convertisseurs fonctionne en onduleur, un partie de l'énergie étant susceptible d'être utilisée par l'enroulement supplémentaire 13 du transformateur d'alimentation 5.
Il résulte de ce qui précède un procédé d'alimentation sous tension continue U1DC d'une chaíne de traction C au moyen de convertisseurs 1, 2 à partir de différentes tensions continues ou alternatives UAC, UDC disponibles sur une ligne d'alimentation 9.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 sont disposés en série de manière à présenter un point milieu 10.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 sont connectés côté alternatif AC, respectivement, à un premier 3 et à un second 4 enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation 5 comportant un enroulement primaire 6.
Les convertisseurs alternatif/continu 1, 2 fournissent, côté continu DC, la tension d'alimentation continue U1DC sur une borne d'alimentation 7 de la chaíne de traction C.
Le dispositif d'alimentation de ladite chaíne de traction C est alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation 8A et d'un second élément d'alimentation 8B connectés, d'une part, à ladite ligne d'alimentation 9.
Le procédé d'alimentation de la chaíne de traction C comporte une étape consistant à connecter le premier élément d'alimentation 8A, d'autre part, à l'enroulement primaire 6 du transformateur d'alimentation 5, au moyen d'un premier élément de connexion 11A, lorsque ladite tension d'alimentation disponible sur ladite ligne d'alimentation 9 est une tension alternative UAC, ou à connecter le second élément d'alimentation 8B, au moyen d'un second élément de connexion 11B, d'autre part, soit à la borne d'alimentation 7 de la chaíne de traction C, lorsque la tension d'alimentation disponible sur ladite ligne d'alimentation 9 est une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de la chaíne de traction C, soit au point milieu 10 des convertisseurs séries 1, 2, lorsque la tension d'alimentation disponible sur la ligne d'alimentation 9 est une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de la chaíne de traction C.

Claims (9)

  1. Dispositif d'alimentation sous tension continue U1DC d'une chaíne de traction C au moyen de convertisseurs (1, 2) à partir de différentes tensions alternatives ou continues UAC, UDC disponibles sur une ligne d'alimentation (9), lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) étant connectés côté alternatif AC, respectivement, à un premier (3) et à un second (4) enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation (5) comportant un enroulement primaire (6), lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) fournissant, côté continu DC, ladite tension d'alimentation continue U1DC sur une borne d'alimentation (7) de ladite chaíne de traction C, ledit dispositif d'alimentation de ladite chaíne de traction C étant alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation (8A) et d'un second élément d'alimentation (8B) connectés, d'une part, à ladite ligne d'alimentation (9), ledit premier élément d'alimentation (8A) étant susceptible d'être connecté, d'autre part, audit enroulement primaire (6) dudit transformateur d'alimentation (5), au moyen d'un premier élément de connexion (11A), et ledit second élément d'alimentation (8B) étant susceptible d'être connecté, d'autre part, à ladite borne d'alimentation (7) de ladite chaíne de traction C, ledit dispositif d'alimentation de ladite chaíne de traction C étant caractérisé en ce que lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) sont disposés en série de manière à présenter un point milieu (10) et en ce que ledit second élément d'alimentation (8B) est également susceptible d'être connecté, d'autre part, audit point milieu (10) desdits convertisseurs séries (1, 2), au moyen d'un second élément de connexion (11B).
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'alimentation sous tension continue U1DC de ladite chaíne de traction C est effectuée à partir d'une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de ladite chaíne de traction C.
  3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'alimentation sous tension continue U1DC de ladite chaíne de traction C est effectuée à partir de toute tension alternative UAC.
  4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'alimentation sous tension continue U1DC de ladite chaíne de traction C est effectuée à partir d'une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de ladite chaíne de traction C.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel ladite chaíne de traction C est alimentée par l'intermédiaire d'un dispositif de filtrage (12).
  6. Dispositif selon les revendications 3 et 5, dans lequel ledit dispositif de filtrage (12) comportant des condensateurs, tout ou partie de ces condensateurs sont constitués des condensateurs associés auxdits convertisseurs (1, 2).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit transformateur d'alimentation (5) comporte un enroulement supplémentaire (13).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits convertisseurs (1, 2) sont du type pont monophasé à commutations forcées PMCF.
  9. Procédé d'alimentation sous tension continue U1DC d'une chaíne de traction C au moyen de convertisseurs (1, 2) à partir de différentes tensions alternatives ou continues UAC, UDC disponibles sur une ligne d'alimentation (9), lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) étant connectés côté alternatif AC, respectivement, à un premier (3) et à un second (4) enroulements secondaires d'un transformateur d'alimentation (5) comportant un enroulement primaire (6), lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) fournissant, côté continu DC, ladite tension d'alimentation continue U1DC sur une borne d'alimentation (7) de ladite chaíne de traction C, ledit dispositif d'alimentation de ladite chaíne de traction C étant alimenté au moyen d'un premier élément d'alimentation (8A) et d'un second élément d'alimentation (8B) connectés, d'une part, à ladite ligne d'alimentation (9), ledit procédé comportant une étape consistant à connecter ledit premier élément d'alimentation (8A), d'autre part, audit enroulement primaire (6) dudit transformateur d'alimentation (5), au moyen d'un premier élément de connexion (11A), lorsque ladite tension d'alimentation disponible sur ladite ligne d'alimentation (9) est une tension alternative UAC, ou à connecter ledit second élément d'alimentation (8B), au moyen d'un second élément de connexion (11B), d'autre part, à ladite borne d'alimentation (7) de ladite chaíne de traction C, lorsque ladite tension d'alimentation disponible sur ladite ligne d'alimentation (9) est une tension continue U1DC égale à la tension d'alimentation de ladite chaíne de traction C, ledit procédé d'alimentation de ladite chaíne de traction C étant caractérisé en ce que lesdits convertisseurs alternatif/continu (1, 2) sont disposés en série de manière à présenter un point milieu (10) et en ce qu'il comporte une étape consistant à connecter ledit second élément d'alimentation (8B), au moyen dudit second élément de connexion (11B), audit point milieu (10) desdits convertisseurs séries (1, 2), lorsque ladite tension d'alimentation disponible sur ladite ligne d'alimentation (9) est une tension continue U2DC de l'ordre de la moitié de la tension d'alimentation de ladite chaíne de traction C.
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